玉米子粒锌、铁及植酸含量的QTL定位与分析

【摘要】： 提高主要农作物品种收获物中微量养分含量以解决国际性微量营养缺乏的问题是目前国内外作物遗传育种研究的热点。玉米是我国重要的粮食、饲料和经济作物,增加玉米子粒中锌、铁等微量养分绝对含量、提高饮食或饲料利用效率对于发展经济、促进人民健康尤为重要。为此,本研究选择了在三个不同遗传背景下构建的定位群体(DH系、RIL系和F2分离群体)在正常田间管理条件或不同供氮水平下,连续两年对与锌、铁等微量营养元素及植酸含量有关的QTL进行定位和分析;以期了解与这些性状有关的QTL数目、贡献率以及在染色体上的位置,揭示其遗传规律,为进一步开展富锌、铁和低植酸玉米新品种的选育和分子标记辅助选择育种提供依据。研究结果表明: 1.在DH群体A中检测到了9个与子粒锌、铁及植酸含量有关的QTL,可解释的遗传变异范围为9.41%~65.61%;其中,2007年检测到了6个、2008年3个,两年没有检测到相同的QTL位点。在DH群体B中两年检测到17个QTL位点,2007年检测到12个QTL,2008年5个QTL,分布于除第5染色体以外的其余9条染色体上。两年均在第3染色体的p-umc1399-p-bnlg1605区段内检测到了1个控制锌含量的位点。 2.分析184份由478和武312为亲本构建的F2:7和F2:8重组自交系在2006年、2007年对不供氮(N0:0 kg N/hm2)和正常供氮(N180:180 kg N/hm2)处理的响应,发现适量供氮可以降低玉米子粒中植酸的含量。 3.对不供氮(N0:0 kg N/hm2)和正常供氮(N180:180 kg N/hm2)条件下478与武312为亲本所构建的重组自交系群体,采用复合区间作图法检测到与子粒植酸含量有关的数量位点18个,分布于玉米的7条染色体上。其中,2006年在正常供氮(N180:180 kg N/hm2)条件下检测到4个,不供氮(N0:0 kg N/hm2)条件下检测到4个,两种处理条件下检测到相同的QTL 1个,位于第6染色体的umc2162-umc2165区段间;2007年在正常供氮(N180:180 kg N/hm2)条件下检测到9个,不供氮(N0:0 kg N/hm2)条件下检测到1个。两年不供氮条件下检测到相同的QTL 1个,位于第6染色体的bnlg1732-umc2162区段间。 4.对以高锌178和低锌P53组建的F2分离群体进行锌、铁含量分析及QTL定位,检测到控制锌含量的位点位于第2、2、5和第10染色体上,可解释的遗传变异为6.29%、5.85%、17.57%和7.10%;控制铁含量的位点位于第5染色体上,贡献率为16.89%。 5.比较三个定位群体的定位结果并与公共玉米基因图谱对比发现,在公共基因图谱第2染色体p-bnlg1520-bnlg198区段内可能存在控制锌含量的位点、bnlg198-umc1252区段可能包含控制铁含量位点、在第1染色体的p-phi227562-bnlg2238区段间、第2染色体的p-bnlg1520-bnlg198区段间和第5染色体的p-umc1587-p-bnlg389区段间可能包含有控制植酸含量的位点。这一结果为进一步开展玉米子粒锌、铁及植酸含量精细定位及相关基因的克隆提供了依据。